100mL容量瓶测量结果的不确定度评定

100mL容量瓶测量结果的不确定度评定

刘显松

黑龙江龙澳达计量检测技术有限公司

摘要：主要叙述了在100ml容量瓶的校准过程中，对其容量测量结果的不确定度评定。

关键词：衡量法；测量结果；不确定度分量；标准不确定度；合成标准不确定度；扩展不确定度。

1. 概述：

1.1技术依据：JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》。

1.2环境条件：温度(20±5)℃，且变化不大于1℃/h。

1.3测量主要设备：天平最大称量220g，分度值0.1mg；水银温度计测量范围（0~50）℃，分度值0.1℃。

1.4测量对象：100mL单标线容量瓶。

1.5测量方法：采用衡量法进行测量，用电子天平称出100mL单标线容量瓶内蒸馏水的质量，乘以测量温度下的修正系数，即得到20℃时的实际容量值。

2. 数学模型和灵敏系数：

2.1数学模型：

玻璃量器在标准温度20℃时的实际容量按下式计算：

_其中

式中： —标准温度20℃时的被测玻璃量器的实际容量，mL；

—砝码密度，取8.00g/cm³；

—测定时实验室内的空气密度，取0.0012 g/cm³；

—蒸馏水t℃时的密度，g/cm³；

—被检玻璃量器的体胀系数，℃^-1；

t—测量时蒸馏水的温度，℃；

—被测玻璃量器内所能容纳水的表观质量，g。

K（t）—测量时介质纯水温度 ℃对应的K（t） ，cm³/g。

_{2.2灵敏系数}

_{数学模型：}

_{灵敏系数：}

3. 输入量m的标准不确定度u(m)的评定：

3.1由测量重复性引入的标准不确定度分量u₁(m)

被测100m容量瓶内纯水质量值测量重复性可以通过连续测量10次，得到测量列：99.5260mg、99.5202mg、99.5258mg、99.5180mg、99.5185mg、99.5168mg、 99.5226mg、99.5170mg、99.5248mg、 99.5243mg。

得_99.5214 g，则S= = 0.022mg

则u₁(m)= = 0.0069 mg=0.0000069g

3.2由电子天平示值误差引入的标准不确定度分量u₂(m)

在测量100mL容量瓶时使用的电子天平分度值为0.1mg,依据规程,天平的最大允许误差为 ±1.0mg,属于均匀分布，包含因子k= 则u₂(m)= mg= 0.58 mg=0.00058g。

3.3测量人员定容时视线引入的不确定度分量u₃(m)

测量者调定液面时，刻线宽度与视线和弯液面相切的水平面会产生偏离，造成读数误差h，通常认为h最大为0.3mm，本次测量的100mL单标线容量瓶的标线处瓶颈为11 mm。由此引起的体积差为：

= 0.0285mL

即，质量为0.00285 g，取半宽，按均匀分布，包含因子k=

则：

3.4输入量m的标准不确定度u(m)：

_=0.00822g

4输入量K（t）的标准不确定度 的评定：

由两个标准不确定度分量组成，即温度变化引起的标准不确定度 和空气密度引起的标准不确定度 。

4.1温度变化引起的标准不确定度 ，引起温度变化主要有两个因素：

1. 在测量中，温度计本身会存在±0.1℃的变差。

2. 由于实验室温度不均匀，会造成被测水温变化，会引起±0.1℃的变化。

考虑到两个因素相互独立，合并变化为±0.14℃，其半宽度为0.14℃，服从均匀分布，取包含因子k= ，又根据公式

当温度相差0.14℃时，对 值会带进0.000024cm³/g的变化，则其标准不确定度 = =0.000014cm³/g

4.2由空气密度引起的标准不确定度 ，计算时空气密度采用0.0012g/cm³,而在恒温室中测得的空气密度通常为（0.00117~0.00123）g/cm³,由空气密度变化对K（t）值的影响，根据公式

_{得出K（t）值，其差值为0.000026cm3/g，属于均匀分布，k=，故：}

=

_4.3输入量K（t）的标准不确定度

_{5合成标准不确定度的评定}

_数学模型

5.1标准不确定度汇总表：

测量时的水温为 24.2. ℃，查K（t）表得K（t）= 1.00376mL /g，m=0.995214g

6.合成标准不确定度:

0.0082mL

7.扩展标准不确定度

取k=2，U=ku_c（V₂₀）U =0.016mL

8. 测量结果的报告

100mL容量瓶校准结果为99.90mL，扩展标准不确定度U=0.02mL，k=2

参考文献：[1]计量技术规范JJF1059.1-2012，《测量不确定度的评定与表示》[s]，国家质量监督检验检疫总局，2012。

[2]中国实验室国家认可委员会编，《化学分析中不确定度的评估指南》[s]，北京，中国计量出版社，2002.